见识下最大芯片:1.2万亿个晶体管,40万个内核

2019年12月09日 16:04 海外视角

据国外媒体报道,日前位于美国加州洛斯阿尔托斯的Cerebras公司正式发布了一台名为CS-1的超级计算机,其内核是采用16nm制程工艺、晶圆大小的处理器阵列。

公司将21.5厘米*21.5厘米的硅板命名为WSE,号称是“世界上最大”的芯片。WSE开创性采用了晶圆级集成,晶体管数量达到了1.2万亿,装载了40万个内核。

据悉,一个高端的现代计算机芯片可能会有数十亿个晶体管。但WSE的晶体管数量超过1万亿个。除此之外,WSE装载的40万个内核每秒可以传输9000万亿字节的数据;相比之下,目前个人电脑配置的英特尔i9-9900k芯片只有8个内核,每秒可传输400亿字节的数据。

超级计算机CS-1的体积也非常小。目前全球最快的超算Summit有大约240万个内核。但Summit采用的是传统结构,使用负载沉重的电路板,其重量超过340吨,占地520平方米。而CS-1重量只有50公斤,与家用冰箱大小相当。在能耗方面,Summit超级计算机消耗的电力是CS-1的1000倍。它也只消耗15-20千瓦的电力。顶峰需要1000倍的能量。

CS-1超级计算机主要用于机器学习等人工智能运算。其编译器经过了优化,尽可能地让数据在内核之间的有效传输。CS-1编译器通过将生成的代码结构与硬件结构进行匹配来提高传输效率。此外,由于WSE上内核位置相距它们所使用的内存只有几毫米,因此,从电路板一个部分到另一个部分的数据流传输会比通常快得多。

这种晶圆级集成的半导体器件本身是由台积电公司制造的。台积电其制造工艺非常精密,每台半导体器件只有150到200个缺陷。考虑到可用的其他晶体管数量,这些很容易忽略。当然,晶圆级集成器件还有很多其他的挑战,比如数据同步、电力供应、散热以及数据传输有效性等方面都存在诸多问题。但是,如果CS-1能够顺利实现商用,那么晶圆级集成半导体器件将最终证明自己。

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